با موتورهاي يونيورسال آشنا شويم:

با موتورهاي يونيورسال آشنا شويم:

موتورهاي يونيورسال نوعي موتور الكتريكي هستند كه مي توانند روي هر دو توان AC و DC عمل كنند و براي ايجاد ميدان مغناطيسي از يك الكترومغناطيس به عنوان استاتور استفاده مي كنند. موتور يونيورسال يك موتور زنجير سري تركيبي مي باشد كه در آن كويل هاي ميدان استاتور به همراه مجموعه سيم پيچ هاي روتور و به وسيله يك سوئيچ وصل مي شوند. معمولا اين موتورها به عنوان موتور سريAC  معرفي مي شوند.

موتور يونيورسال كاملا شبيه موتور سري DC از نظر ساختاري مي باشد ولي به دليل عملكرد مناسب موتور با توان AC تكميل شده اند. بنابراين مي توانند براي جريان هاي AC نيز عمل كنند. به اين ترتيب كه هر دو كويل ميدان و آرميچر ( ميدان مغناطيسي ايجاد شده) متناوب ( يا قطب معكوس) به شكل همزمان ايجاد مي شود. به همين دليل نيروي مكانيكي حاصل در يك مسير ثابت از چرخش اتفاق مي افتد و از نظر ولتاژي به شكل مستقل اعمال مي شود. با اين تفاوت كه به وسيله سوئيچ و قطبيت كويل ميدان مغناطيسي تعيين مي شود.

با توجه به پيشرفت صنعت و افزايش تعداد دستگاه هاي الكتريكي مورد نياز در منازل و كارگاه هاي كوچك تقاضا براي الكتروموتورهايي كه بتوانند از منابع جريان AC به شكل تك فاز و قابل دسترس در اختيارعموم قرار بگيرد، افزايش پيدا كرده است. بنابراين موتورهاي AC سري با توان كم مي تواند خواسته ما را برطرف سازد. امروزه با ساخت موتورهاي سرعت بالا مي توان از اين ابزار براي موارد پزشكي، كامپيوتر و هوافضا كه نياز به سرعت زيادي دارند استفاده كرد.

ويژگي هاي موتورهاي يونيورسال:

موتورهاي يونيورسال داراي گشتاور زيادي هستند و مي توانند با سرعت بالا عمل كنند. همچنين داراي وزن كم و فشرده  مي باشند. از اين موتورها براي لوازم خانگي استفاده مي شود. به سهولت از طريق سيم پيچ يا الكترونيك قابل كنترل مي باشند. سوئيچ داراي برس مي باشد و از اين نظر بسيار پر كاربرد مي باشد اما از نظر پژواك و الكترومغناطيسي سرو صداي زيادي توليد مي كنند.

از آن جايي كه موتور يونيورسال مي تواند با جريان AC و DC  به شكل  هم زمان كار كند، ميدان مغناطيسي قطب ها بر عكس موتورهاي آسنكرون چرخان نيست و سيم پيچ آرميچر كه قسمت گردنده موتور مي باشد با سيم پيچ قطب ها سري متصل مي شود، پس از عبور جريان در مدار جهت برقراري ارتباط قطب ها با آرميچر گردان از يك ابزار با نام كلكتور استفاده مي شود. كلكتور از مجموع تيغه هاي مسي دركه كنار يكديگر قرار گرفته اند، ايجاد مي شود كه به شكل استوانه بر روي محور قرار مي گيرند.

موتور بايد به شكلي طراحي شود كه با جريان AC  هماهنگ باشد بنابراين آمپدانس يا راكتانس بايد مورد توجه قرار گرفته شود. معمولا موتور ايجاد شده اغلب داراي كارايي كمتري در مقايسه با موتور هاي معادل DC خالص دارد. از مزاياي  موتورهاي يونيورسال مي توان گفت كه مي توان تغذيه AC را بر روي موتورهايي كه شبيه موتورهاي DC هستند بكار برد. اين موتورها با توجه به گشتاور بالا و اندازه  كوچك سرعت زيادي دارند.

كنترل سرعت موتورهاي يونيورسال:

براي اينكه بتوانيم موتور يونيورسال را كنترل كنيم با تغيير مقدار موثر ولتاژ ورودي به موتور مي توانيم، آن راكنترل كنيم. هر چه مقدار موثر ولتاژ ورودي بيشتر شود ميزان سرعت دور موتور نيز افزايش پيدا مي كند. مي توانيم در عمل ولتاژ متوسط اعمال شده به اين نوع موتور را با اتصال به يك مدار SCR يا TRIAC تغيير دهيم. معمولا براي كنترل سرعت  از يك مدار تريستوري استفاده مي كنند.

موتورهاي يونيورسال از دو قسمت تشكيل شده اند:

• روتور يا بخش چرخان
• استاتور يا بخش ثابت

به وسيله موتور DC و شنت يا سري معكوس، ميدان قطبي ولتاژ، جهت شار ميدان و جهت جريان آرميچر تغيير مي كند. بنابراين تنها گشتاور القايي بدست آمده در همان جهت خواهد ماند  پس به وسيله موتور DC   وصل شده به منبع تغذيه AC مي توانيم گشتاور نوساني يك سويي بدست آوريم. بايد دانست اين روش براي موتور DC سري قابل انجام مي باشد زيرا جريان آرميچر و جريان ميدان مغناطيسي بايد همزمان معكوس شوند.

براي اين كه موتور DC قادر باشد به شكل موثر با منبع تغذيه AC عمل  كند بايد قطب هاي ميدان و قاب استاتور كاملا لايه لايه باشد. در صورت  برعكس شدن عمليات، تلفات هسته بيشتر مي شود. هنگامي كه قطب ها و قاب استاتور موتور مورد نظر به صورت لايه لايه باشد به موتور ايجاد شده يونيور سال مي گويند زيرا مي تواند هم با منبع AC و هم با منبع DC عمل كند. بايد دانست وقتي كه موتور با منبع AC كار كند كمو تاسيون آن خيلي ضعيف تر از صورتي است كه با منبع DC كار كند. اين حالت به دليل عمل ترانسفورماتوري كه در سيم پيچ ها ي واقع در حالت كموتاسيون ولتاژ القا صورت مي گيرد، ايجاد مي شود. به اين ترتيب در جاروبك ها جرقه هاي اضافي توليد مي شود كه عامل موثر در كاهش عمر جاروبك ها شده و محيط مناسبي براي ايجاد منابع پارازيت راديويي مي باشد.

بايد دانست كه سيم پيچ روتور و استاتور به شكل سري با يكديگر متصل شده اند و يك جريان يكسان از هر دو عبور مي كند. بنابراين عاملي كه باعث راه اندازي موتور مي شود نوع سيم پيچ روتور و استاتور مي باشد. معمولا اين سيم پيچ ها به نحوي جا سازي مي شوند كه تقابل ميدان هاي الكترومغناطيسي توليد شده توسط استاتور و روتور باعث چرخش روتور شود.

 مزيت هاي موتور يونيورسال چيست؟

• توانايي بهره برداري به وسيله جريان هاي AC وDC
• از نظر ساختاري بسيار شبيه موتورهاي خود تحريك سري مي باشند اما از جهت كاركرد با هر دو نوع منبع تغذيه DC وAC توليد مي شوند.
• در زمان كم مي توان به بالاترين سرعت دست يافت ( اين سرعت گاهي بيش از ۱۰۰۰۰ دور بر دقيقه مي باشد.)
• نسبت قدرت به وزن بالايي را از خود به نمايش مي گذارند.
• گشتاور راه اندازي بالا دارند

معايب  موتورهاي يونيورسال:

• كارايي كمتر نسبت به موتور هاي ِDC
• از نظر تعمير و نگهداري مقرون به صرفه نيستند.
• استفاده از كموتاتور و وجود ذغال در موتور به عنوان يك قطعه مصرفي به شمار مي آيند.

 كاربرد موتورهاي يونيور سال:

به دليل گشتاور فوق العاده بالايي كه موتورهايي يونيورسال دارند در دستگاه هايي كه نياز به دور موتور زيادي دارند و قابل حمل باشند مانند سنگ فرز، دريل برقي، جاروبرقي كارواش و مته مورد استفاده قرار مي گيرند.

موارد مصرف براي منازل،  لوازم برقي آشپزخانه ولوازم خانگي مانند : مخلوط كن، هم زن برقي و جاروبرقي از اين موتور استفاده مي شود.

مطالب مرتبط:

• با تلویزيون هوشمند خود بيشتر آشنا شويم؟
• معرفي دستگاه اسيلوسكوپ و كاربرد آن
• آشنايي با اينورتر و نحوه عملكرد آن